响应面法优化煤矸石基PASC制备及絮凝机理研究

利用煤矸石为原料制备聚硅酸氯化铝(PASC)絮凝剂,以PASC对煤泥水的去浊率为指标,通过单因素实验探究pH、聚合时间、聚合温度对PASC絮凝性能的影响,在此基础上进行响应面实验优化制备参数。利用XRD,FTIR,SEM和Zeta电位等测试方法对PASC进行理化表征,探究其絮凝机理。结果表明：响应面实验模型的相关系数R²=0.989 0,响应面优化模型可靠,在pH=3.32,温度44.3℃下聚合2.2 h,所得PASC对煤泥水的去浊率预测值为99.13%,3次验证实验显示PASC对煤泥水去浊率的平均值为99.11%,预测值与实验值仅有0.02%的误差;三因素按对煤泥水去浊率显著性由大到小依次为pH、聚合时间、聚合温度;XRD分析显示PASC中主要是NaCl衍射峰,非晶态衍射峰表明其形成了新的无定型聚合物,FTIR分析表明PASC内部存在Al—O—Si等多种成键作用,SEM分析表明PASC形貌呈高聚集度的簇团网状或分枝状结构;PASC为阳离子型无机高分子絮凝剂,粒度分布分析结果预示着PASC通过吸附电中和、吸附架桥以及网捕卷扫作用使得煤泥胶粒絮团,最终沉降。